Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Prediction of Road Subsidence Caused by Underground Mining Activities by Artificial Neural Networks

Nguyen Hung Viet, Le Duyen Quang, Nguyen Long Quoc, Lipecki Tomasz

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 2, vol. 1

335--340

EN

Mining-induced road subsidence is a significant concern in areas with extensive underground mining activities. Therefore, the prediction of road subsidence is crucial for effective land management and infrastructure planning. This paper applies an artificial neural network (ANN) to predict road subsidence caused by underground mining activities in Vietnam. The ANN model proposed in this study is adopted relying on the recursive multistep prediction process, in which the predicted value in the previous step is appended to the time series to predict the next value. The entire dataset of 12 measured epochs covering 12 months with a 1-month repeat time is divided into the training set by the first 9 measured epochs and the test set by the last 3 measured epochs. K-fold cross validation is first applied to the training set to determine the best model’s hyperparameters, which are then adopted to predict land subsidence of the test set. Absolute errors of the predicted road subsidence depend on the separated time between the last measured epoch and the predicted epoch. Those errors at the 10th month of the three tested points are 3.0%, 0.1 %, and 0.1%, which increase to 4.8%, 3.3%, and 1.5% at the 11th month, and 7.2%, 2.5% and 1.3% at the 12th month. The absolute errors are found to be small, which were all ranged with 0.5 mm and demonstrates that the proposed method utilizing ANN in this study can produce good prediction for road subsidence time series at mining areas.

2

Investigation about the contribution of tectonic conditions to mining subsidence parameters

Babaryka Aleksandra, Benndorf Jörg

Mining Science

|

2022

|

Vol. 29

105--118

EN

Underground infrastructure of any kind can affect the surface by inducing ground movements. The ability of precise subsidence prediction is crucial for environmental management. Prediction methods in practice are mainly based on influence functions that are symmetrical and provide comparably smooth profiles. In the past, deviations from the predictions have been detected. The ability of modern geomonitoring data makes the deviation even more obvious today. One of the reasons for the deviations are the regional tectonic stress conditions. To justify further investigation into the impact of tectonic conditions on the subsidence parameters, numerical experiments were conducted based on a hypothetical case of a homogenous sedimentary rock under different stress conditions. As a result, deviation of up to 7% of the subsidence profile parameters was detected. The results can be considered significant and encourage researchers to investigate the topic further to extend the currently used prediction methods to take into count the tectonic conditions. The research is based on numerical simulation and provides only theoretical result, implementation and validation of the theory in the field are left for further investigation.

3

The influence of rock mass disturbance on surface subsidence in urban areas

Majcherczyk T., Kryzia K., Niedbalski Z.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 5

83--93

EN

This paper presents an analysis of the parameters of surface deformation prediction theory carried out for a hard coal mine in the Upper Silesian Coal Basin. Two areas of the coal mine were used as the subject of this analysis – in these areas, underground mining with roof caving was carried out in similar geological conditions for various numbers of seams, and consequently, for various rock mass disturbance rates. In order to estimate the parameters of the surface deformation prediction theory, i.e. the exploitation coefficient and the angle of the main range of influences, geodesic measurements of subsidence along the observation lines were used. The study shows that rock mass disturbance affects the values of the Knothe theory parameters and the values of the surface deformation indicators. In the case of a larger number of selected seams, the determined value of the exploitation coefficient was larger than the determined value in the case of a less disturbed rock mass. Assuming inappropriate parameters for surface subsidence prediction may cause unexpected damage to surface objects.

PL

W artykule przedstawiono analizę parametrów teorii prognozowania deformacji powierzchni terenu, którą wykonano dla jednej z kopalń węgla kamiennego w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Analizie poddano dwa rejony kopalni, dla których w zbliżonych warunkach geologicznych prowadzono eksploatację z zawałem stropu dla różnej liczby pokładów, a więc różnego zruszenia górotworu. W celu oceny wartości parametrów teorii prognozowania, czyli współczynnika eksploatacji oraz kąta zasięgu wpływów głównych, posłużono się pomiarami geodezyjnymi obniżeń na liniach obserwacyjnych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zruszenie górotworu wpływa na wartości parametrów teorii Knothego, a więc i wartości wskaźników deformacji powierzchni terenu. Przy większej liczbie wybranych pokładów uzyskano większą wartość współczynnika eksploatacji niż przy mniejszym zruszeniu górotworu. Przyjęcie niewłaściwych parametrów do prognozy może powodować, że zakładane uszkodzenia w obiektach znajdujących się na powierzchni terenu będą inne niż oczekiwane.

4

Wykorzystanie metody odwrotnej w estymacji osiadań powierzchni terenu dla złóż soli

Hejmanowski R., Malinowska A. A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 3

179--200

PL

Modelowanie przemieszczeń i deformacji w rejonie kopalń soli napotyka na znaczne trudności ze względu na zmienne właściwości wytrzymałościowe soli, złożoną budowę morfologiczną złóż wysadowych, własności reologiczne soli. Te czynniki powodują, że wpływy eksploatacji złóż soli ujawniają się przez setki lat, a precyzyjne wyznaczenie przemieszczeń w danym, żądanym momencie i miejscu są obarczone większą niepewnością, niż w przypadku innych typów złóż kopalin stałych. Modelowanie numeryczne dobrze się sprawdza przy ograniczeniu obszaru modelu do jednej lub kilku komór. Większy zakres znacznie obniża potencjał dokładnościowy i wydajność obliczeniową tego typu modeli. Zastosowanie modeli stochastycznych pozwala na modelowanie 3D dla całego kompleksu wyrobisk, pod warunkiem precyzyjnej parametryzacji takiego modelu. W artykule omówiono sposób modelowania przemieszczeń i deformacji dla jednej z największych kopalń soli w Europie o objętości wyeksploatowanego złoża ponad 21 mln m3. Parametryzacja modelu stochastycznego możliwa była dzięki udokumentowanym wynikom pomiarów konwergencji wyrobisk i pomiarów wysokościowych na powierzchni. Zastosowanie inwersji niecki obniżeniowej w metodzie najmniejszych kwadratów pozwoliło na estymację optymalnych wartości parametrów modelu stochastycznego. Modelowanie prowadzone było przy wykorzystaniu modelu stochastycznego i dwuparametrycznej funkcji czasu, która pozwala uwzględnić czas konwergencji wyrobisk i czas przejścia zaburzenia (przemieszczeń) na powierzchnię terenu. Szczegółowe analizy warunków geologicznych, które przeprowadzono w trakcie badań pozwoliły również na uwzględnienie dewiacji niecki obniżeniowej w modelowanym obrazie pionowych ruchów powierzchni terenu. Jakościowe i ilościowe potwierdzenie poprawności estymacji wykazano w graficznym zestawieniu modelowanych i mierzonych wartości przemieszczeń pionowych, w ujęciu przestrzennym. Wykorzystany w ramach badań model znajduje zastosowanie w prognozowaniu przemieszczeń i deformacji dla dowolnych okresów, dla przyszłych projektów eksploatacji złoża soli.

EN

The modeling of strains and deformations in salt mine areas encounters considerable difficulties because of the varying strength properties of salt, the complex morphological build of dome deposits and the rheological properties of salt. These properties have impacted the development of salt extraction for hundreds of years and the fact that the accurate determining of strains in a given specified moment and place are burdened with high uncertainty. Numerical modeling is useful when the model is reduced to one or several salt chambers. A broader range of underground post mining void considerably lowers the accuracy and efficiency of the calculations of such models. Stochastic models allow for a 3D modeling of the entire mining complex deposit, provided the model has been parametrized in detail. The methods of strains and deformations modeling were presented on the example of one of the biggest salt mines in Europe, where a volume of over 21 million m3 of salt was extracted. The stochastic model could be parametrized thanks to the documented results of measurements of convergence of the underground mining panels and leveling on the surface. The use of land subsidence inversion in the least squares method allowed for estimating the optimum values of parameters of the model. Ground deformation modeling was performed using the two-parameter time function, which allows for a simulation to be carried out in time. In the simulation, the convergence of underground excavations and the transition in time the effects of convergence into ground subsidence was taken into account. The detailed analysis of the geological conditions lead to modeling deviation of the subsidence trough. The accuracy of the modeling results was qualitatively and quantitatively confirmed by a comparison ofthe modeled to measured values of the vertical ground movement. The scaled model can be applied in future mining extraction projects in order to predict the strains and deformations for an arbitrary moment in time.

5

Divergency verification of predicted values and monitored deformation indicators in specific condition of thong nhat underground Coal Mine (Viet Nam)

Nguyen Q. L., Vo C. M., Bui K. L.

Geoinformatica Polonica

|

2016

|

T. 15

15--22

EN

During the last several years, the problem of mining damage on the Quang Ninh coalﬁ eld has become more and more serious. Some methods of prediction theories have been applied including the Budryk-Knothe’s infection function one. This article presents the analysis and comparison of predicted result and monitored subsidence indicators for case study of Thong Nhat underground coal mine (Viet Nam) in the light of S. Knothe time function.

PL

W ciągu ostatnich lat problemy szkód poeksploatacyjnych na terenie górniczym Quang Ninh stają się coraz poważniejsze. W artykule zastosowano pewne metody prognozowania wpływów eksploatacji w tym funkcję wpływów Budryka-Knothego. Na przykładzie podziemnej kopalni węgla Thong Nhat (Wietnam) przeanalizowano wyniki i dokonano porównania wartości wskaźników deformacji zaprognozowanych i uzyskanych z pomiarów terenowych w świetle funkcji czasu według teorii S. Knothego.

6

Implementation of the Least Squares Method in Determining the Parameters of Knothe´s Theory

Witkowski W. T.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2014

|

Vol. 8, no. 3

107--117

EN

The article presents the currently used method of forecasting the impacts of mining on the surface in Poland. Consideration has been given to the importance of the parameters of Knothe´s theory and the need for the designation for various mining and geological conditions. The paper applied the strict method using the observational equations to determine the parameters of the theory. The proposed calculation algorithm has been implemented in the program Sdlab 5.4.1 and the accuracy of the application has been analyzed. Finally, the program has been used to determine the parameters in different regions of mining.

PL

W artykule przedstawiono obecnie stosowaną metodę prognozowania wpływów górniczych w Polsce. Zwrócono uwagę na znaczenie parametrów teorii Knothego oraz konieczność ich wyznaczenia dla różnych warunków górniczo-geologicznych. Przedstawiono propozycję realizacji metody najmniejszych kwadratów do wyznaczenia parametrów teorii z wykorzystaniem równań obserwacyjnych. Zaproponowany algorytm obliczeniowy zaimplementowano w programie Scilab 5.4.1 i przeprowadzono analizę poprawności działania aplikacji. Na koniec wykorzystano program do wyznaczenia parametrów w różnych rejonach górniczych.

7

Preliminary studies on deformation characteristics and prediction of surface movement in loess gully region

Yu Xue-yi, Zhang Ping Zhang, ShiHi Wen-gang

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 2

655-661

EN

Based on lots of surface movement and deformation observation data in loess gully region mine, the characters of surface movement and deformation caused by running activity are studied. Surface subsidence was up to 97% of the total subsidence in active period. Surface was moving with great crack and discontinuous deformation failure. The surface deformation developed rapidly, displacement angle is large, subsidence factor and horizontal movement factor is high. The results of surveying show that collapsible loess with the gully terrain lead to surface cracks which are quickly developed in loess. Crack failure are further intensified by mountain body slip induced by weight force. Meanwhile, subsidence factor and horizontal movement factor is gradually higher. Finally, the prediction model of horizontal strain and horizontal deformation were preliminarily established according to analysis results.

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę ruchów i deformacji powierzchni terenów żlebów lessowych, spowodowanych działalnością górniczą. Osiadania powierzchni w okresie prowadzonej eksploatacji wynosiły około 97% osiadań całkowitych. Podczas ruchów powierzchni dochodziło do powstawania dużych szczelin i deformacji nieciągłych. Deformacje te zachodziły gwałtownie i charakteryzowały się dużym kątem zasięgu oraz wysokim współczynnikiem przemieszczeń poziomych. Wyniki przeprowadzonych pomiarów geodezyjnych pokazują, że zapadający się less w terenie żlebowym prowadzi do spękań powierzchni terenu, które szybko się powiększają. Spękania propagują jeszcze bardziej, gdy następują ruchy osuwiskowe skał i gruntów na skutek zaburzenia równowagi pomiędzy siłami ciężkości. W takim przypadku współczynniki przemieszczeń pionowych i poziomych rosną. Wyniki przeprowadzonej analizy pozwoliły na przedstawienie wstępnego modelu charakteryzującego poziome deformacje terenu.

8

Dobór wielkości pola elementarnego do numerycznego obliczania obniżeń

Kwinta A.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2008

|

R. 32, z. 1

163-168

PL

Do obliczania wskaźników deformacji wykorzystuje się pojęcia: funkcji elementarnej, wpływów elementarnych i pola elementarnego. Podział pola eksploatacyjnego na pola elementarne pozwala na przejście z całkowania na sumowanie. Uzyskane w pracy wyniki wykazują, że jedynie wielkość, a nie kształt pola elementarnego ma znaczenie dla dokładności obliczanych obniżeń.

EN

To calculation deformation coefficient we used notions: elementary function, elementary influence, elementary field. In consequence of partition exploitation field for elementary field we can change integration for summation. Results of calculations placed in the paper indicate that only size, not form of elementary field have influence for subsidence calculation precision.